光纖準(zhǔn)直器作為現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)的核心元件,承擔(dān)著將光纖中傳輸?shù)陌l(fā)散光束轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量平行光的關(guān)鍵任務(wù)。在激光干涉測量、光纖通信、光譜分析和量子光學(xué)等前沿領(lǐng)域,光纖準(zhǔn)直器的性能直接影響著整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。
光纖準(zhǔn)直器是光學(xué)系統(tǒng)的橋梁,其核心功能在于解決光纖輸出光的發(fā)散問題——當(dāng)光線從直徑僅數(shù)微米的光纖纖芯射出時(shí),會(huì)迅速擴(kuò)散形成錐形光束。這種發(fā)散光無法直接用于自由空間光路,必須通過精密光學(xué)元件進(jìn)行準(zhǔn)直處理。其基本工作原理是利用透鏡的光學(xué)聚焦特性,將光纖端面精確置于透鏡焦點(diǎn)處,使發(fā)散光束轉(zhuǎn)化為平行光束。
光皓光學(xué)生產(chǎn)的光纖準(zhǔn)直器產(chǎn)品將性能優(yōu)異的玻璃模壓非球面透鏡和便于連接的光纖連接頭有效的組合在一起。非球面透鏡兩面都鍍有增透膜,能有效減少表面反射,在波長405nm到1550nm范圍內(nèi)提供衍射極限性能。該組件有一個(gè)外螺紋,可以快速連接到光學(xué)平臺(tái)或儀器內(nèi)。光纖準(zhǔn)直器焦距是固定的,經(jīng)過出廠對(duì)準(zhǔn),可用于單模光纖跳線,用于準(zhǔn)直光纖的輸出光。除光纖準(zhǔn)直外,此產(chǎn)品也可以用于平行光纖耦合聚焦,需要注意的是用于準(zhǔn)直用途時(shí),接單?;蛘叨嗄9饫w皆可;而作為耦合用途時(shí),接多模光纖會(huì)耦合效率高于單模光纖。
光纖準(zhǔn)直器關(guān)鍵參數(shù)解析
在使用光纖準(zhǔn)直器對(duì)光纖輸出光束進(jìn)行準(zhǔn)直時(shí),需要考慮以下參數(shù):發(fā)散角、輸出光束直徑和最大束腰距離:
1.發(fā)散角(Divergence Angle,用度表示)可以根據(jù)以下公式近似計(jì)算:
θ≈MFD/f*180/π
其中,MFD為模場直徑,f為準(zhǔn)直器的焦距。該公式適用于單模光纖,但它會(huì)小于多模光纖的發(fā)散角,因?yàn)槎嗄9饫w出射的光具有非高斯強(qiáng)度分布。
2.輸出光束直徑(Output Beam Diameter)可以根據(jù)以下公式近似計(jì)算:
d≈4λf/πMFD
其中,λ為所用光的波長,f為準(zhǔn)直器的焦距,MFD為模場直徑。
3.最大束腰距離(Maximum Waist Distance)是指由于實(shí)際傳輸中由于發(fā)散角的存在,為了維持輸出光束準(zhǔn)直,束腰距離透鏡最遠(yuǎn)的距離,可以根據(jù)以下公式近似計(jì)算:
Zmax≈f+2λf^2/πMFD^2
其中,f為準(zhǔn)直器的焦距,λ為所用光的波長,MFD為模場直徑.
模場直徑(Mode Field Diameter,MFD)一般是指光強(qiáng)降低到軸心線處最大光強(qiáng)的1/e2的各點(diǎn)中兩點(diǎn)最大距離,用來表示在單模光纖的纖芯區(qū)域基模光的分布狀態(tài)?;T诶w芯區(qū)域軸心線處光強(qiáng)最大,并且隨著偏離軸心線的距離增大而逐漸減小。
光纖準(zhǔn)直器的接口選擇直接影響系統(tǒng)連接穩(wěn)定性和光學(xué)性能,光皓光學(xué)可提供當(dāng)前主流技術(shù)匹配的三種標(biāo)準(zhǔn)化接口:即FCAPC、FCPC和SMA接口,您可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景和選擇匹配的光纖接口,并針對(duì)特定波長組裝和測試。
光纖準(zhǔn)直器雖是小巧的光學(xué)元件,卻在現(xiàn)代光電子系統(tǒng)中扮演著橋梁的關(guān)鍵角色。光皓光學(xué)依據(jù)獨(dú)有的精密模壓非球面透鏡,大大提升了光學(xué)準(zhǔn)直器產(chǎn)品的光學(xué)性能,重新定義了準(zhǔn)直器的性能邊界。目前,光皓光學(xué)正與全球頂尖研究機(jī)構(gòu)合作開發(fā)下一代準(zhǔn)直系統(tǒng)——讓光,始終以最完美的姿態(tài)啟程!